ההבדל העיקרי - קבלים מול משרן

קבלים ומשרנים הם שניהם רכיבי מעגל המתנגדים לשינויים בזרם במעגלים. ה ההבדל העיקרי בין קבל למשרן הוא ש a הקבל אוגר אנרגיה בצורה של שדה חשמלי ואילו inductor אוגר אנרגיה בצורה של שדה מגנטי.

מהו קבל

קבל הוא מכשיר שיכול לאחסן אנרגיה בצורה של שדה חשמלי. הצורה הפשוטה ביותר של קבלים מורכבת משתי לוחות מוליכים מקבילים המופרדים בידי מבודד (חומר "דיאלקטרי") ביניהם.

מבנה קבל

כאשר קבל מחובר למעגל חשמלי, עומסים עודפים מצטברים על צלחות הקבל. שתי הלוחות רוכשות אותן כמויות של מטענים מנוגדים. כתוצאה מכך, שדה חשמלי מתפתח על פני הלוחות.

קיבול

מוגדר כיחס המטען

מאוחסן בצלחת של קבל להפרש הפוטנציאלי

לרוחב הקבל.

אם ללוחות המקבילים יש שטח פנים

כל אחד, והם מופרדים במרחק

עם דיאלקטרי עם מותרות

ביניהם, אז הקיבול של הלוחות ניתן על ידי

האנרגיה

מאוחסן בקבל עם קיבול

כשיש הבדל פוטנציאלי

על פניו ניתן על ידי:

אם קבל מחובר בסדרה עם נגד במעגל DC, כאשר המעגל מופעל, הזרם יזרום. עם זאת, ככל שמצטברים מטענים על קבלים, ההבדל הפוטנציאלי המתפתח ביניהם מתנגד להבדל הפוטנציאלי המניע את הזרם. מכיוון שההפרש הפוטנציאלי של הקבל מצטבר, הזרם מתפרק באופן אקספוננציאלי ובסופו של דבר הזרימה הנוכחית נפסקת. אם קבל מחובר למעגל AC במקום זאת, תגובה קיבולית גורם לזרם להוביל את emf.

מהו משרן

משרן הוא מכשיר שיכול לאחסן אנרגיה בצורה של שדה מגנטי. הצורה הפשוטה ביותר של משרן מורכבת ממוליך מפותל.

מספר סוגים שונים של משרנים

כאשר משרן מחובר למעגל חשמלי, זרם זורם דרך סלילי המוליך. מכיוון שנוצרים שדות מגנטיים סביב מטענים נעים, נוצר שדה מגנטי בתוך הסליל. אם השטף המגנטי דרך הסליל ניתן על ידי

, ואם יש לסליל

סיבובים והזרם הזורם סביב הסליל הוא

אז ה הַשׁרָאוּת

ניתן ע"י:

האנרגיה המגנטית המאוחסנת במשרן עם השראות

נושאת זרם

ניתן ע"י:

אם משרן מחובר למעגל DC בסדרה עם נגד, כאשר המעגל מופעל והזרם מתחיל לזרום בסלילי המשרן, יש שינוי בשטף המגנטי לרוחב הסליל. על פי חוקי פאראדיי ולנז, יתפתח EMF על פני המשרן המתנגד לזרימת הזרם הגוברת. ההתנגדות חזקה יותר כאשר המתג רק מופעל, אך נחלש ככל שקצב השינוי בזרם יורד. בסופו של דבר, זרם יציב זורם במעגל. אם מעגל ה- DC כבוי, כאשר הזרם דרך סלילי המשרן נופל, יש שוב שיעור שינוי של השדה המגנטי לרוחב הסליל ולכן המשרן צריך להתנגד להפחתת הזרם. האיור להלן מראה כיצד מתרחשים שינויים אלה הנוכחיים:

משרן במעגל DC

כאשר משרן מחובר למעגל AC, תגובה אינדוקטיבית גורם לזרם לפגר מאחורי ה- EMF.

ההבדל בין קבלים למשרן

אחסון אנרגיה:

קבלים לאחסן אנרגיה בצורה של שדה חשמלי.

משרנים לאחסן אנרגיה בצורה של שדות מגנטיים.

מאפיינים של קבלים ומשרן:

במעגל DC:

כש קַבָּל מתווסף בסדרה עם נגד במעגל DC והמעגל מופעל, הזרם בתחילה גבוה אך לאחר מכן יורד לאפס באופן אקספוננציאלי.

כאשר א מַשׁרָן מתווסף בסדרה עם נגד במעגל DC והמעגל מופעל, בתחילה הזרם קטן, אך הזרם עולה עם הזמן.

במעגל AC:

כש קַבָּל מתווסף למעגל AC, הוא הופך את הזרם להוביל ל- EMF.

אם מַשׁרָן מתווסף למעגל AC, הוא גורם לפיגור הנוכחי מאחורי ה- EMF.

נוֹכְחִי:

שום זרם לא עובר דרך א של קבלים צלחות.

עם זאת, הזרם עובר דרך הסלילים ב- מַשׁרָן.

באדיבות התמונה:

"סכמטי של קבל לוח מקביל עם מרווח דיאלקטרי…" מאת אבא נובמבר (גרסת SVG תוצרת עצמית של תמונה: Dielectric.png, המשלבת את התמונה: קבל schematic.svg כבסיסו.) [CC BY-SA 3.0], באמצעות ויקימדיה

"רכיב אלקטרוני-משרנים קטנים שונים" על ידי (צילום) [CC BY-SA 3.0], באמצעות ויקימדיה